软岩巷道支护技术的推广及应用

说明：汪家寨煤矿斜四采区+1300水仓由于顶板破碎原岩应力较大，原有支护巳失效，现为作好“雨季三防”工作需将X+1300外仓进行修复使用，但原有支护技术巳无法满足现有巷道的支护情况，签于上述情况我矿采用围岩注入水泥沙浆加固巷道加固技术，取得较好的加固效果。

一、概况：

汪家寨煤矿斜井四采区巷道开拓设计中均采用片口轨道石门与回风下山上下重合的布置方式，而斜四采区+1300水仓位于斜四采区+1300水平，与地表最大高差为550m，顶板为钙质胶结细砂岩，底板为粘土质粉砂岩（遇水易膨胀）。该巷多次采用25U型钢拱形支架支护，修复后仍变形破坏严重，顶板最大下沉量为500mm，底鼓最大量达700mm，两帮最大移近量达900mm，支架扭曲严重，修复周期3个月。该巷最后采用S净=9.1m的25U型钢拱形可缩性支架于2007年10月13日修复结束，巷道净宽3508mm，棚距≯600mm，顶板破碎段为棚距≯500mm，背板材料为板皮。

二、加固技术方案设计 1、巷道破坏机理

（1）、巷道围岩表现为软岩特性

斜井四采区巷道顶底板岩性多为粘土岩、泥质粉砂岩、

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细砂岩、钙质胶结、层理发育，强度较低，表现为软岩特性。而粘土岩、泥质岩等属于塑性岩层，遇水后易发生物理化学变化引起膨胀力。因此，巷道发生顶板下沉，两帮和底板膨胀等现象。

（2）、支护方式影响

根据岩性特点，有时锚杆孔根本打不进去，无法采用主动支护方式，而只有采用金属支架等被动支护方式，当采用支架支护时，围岩的位移或冒落在支架上的岩石使支架承受压力。支架在压力作用下构件内产生应力，如果应力小于支架材料的强度，支架产生很轻微的变形。如果应力超过支架材料的强度，支架将被压坏，造成巷道破坏。

（3）、加固方案设计

水泥沙浆是一种具有粘度强、能很好地渗入岩体细小的裂缝中且价格便宜的材料。极好的粘合力与地层形成很强的粘接力，提高地层支撑强度，使松软破碎的岩体粘结成整体并提高强度。水泥沙浆能很好地渗入围岩裂隙中，使松动围岩造成的缝隙得到胶结。因此，拟采用注水泥沙浆加固为主的主动加固形式，最大限度地提高围岩的自承能力为目的，先通过U型钢及喷浆的支护，达到临时支护目的，再通过围岩的注水泥沙浆加固，加强了围岩强度，并使喷层壁后围岩松动圈充填密实，保证载荷均匀地作用在喷层和支护围岩上，形成一定范围的围岩承载体，以利围岩的稳定。

三、加固支护参数

1、加固眼孔布置：

加固眼孔分为两种，顶板孔，眼深1.85m，孔径为25mm，仰角为+12，间排距为2m；两帮孔，眼深1.85m，孔径为25mm，间排距为2m，与巷道轮廓成夹角>60布置。底角注浆孔按下扎角度30～45(见加固眼孔布置图)。

2、注水泥沙浆支护技术参数：

本次在斜四采+1300水仓用注水泥沙浆进行加固，以水泥沙浆的扩散半径平均按0.5m为计算依据，顶板加固扩散半径铅垂向上按0.5m，向水平方向，铅垂向下的扩散半径按0.5m为计算依据。因此，加固孔的封孔器考虑安装在眼口100mm位置上，因此加固眼孔的加固范围为孔口0.01～2.25m段。

四、施工工艺 1、施工工艺流程：

将巷道刷大至设计断面尺寸→架棚、背钢筋网及板皮→施工注浆孔并安装注浆锚杆及封孔（将孔口用胶布封好）→喷浆150mm厚（岩体到U型棚表面）→注水泥沙浆。

2、施工注浆孔：

顶板孔采用ZYG—150型钻机施工；两帮孔采用7655型风动凿岩机打眼。

3、封孔：

采用锚固剂进行封孔。附注水泥浆钻孔安装结构示意图。

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4、注水泥沙浆：

顶板及两帮均选用注水泥，其浆液配比为：水泥∶水=1.4∶1。使用1台2ZBQ-11.5/3风动注浆泵及一棵高压管。顶板孔每孔计划注入水泥沙浆250Kg。两帮孔每孔计划注300kg。

5、矿压观测：

为监测巷道两帮及顶底板移近量，在已加固巷道内每30m选一观测点，对加固后的巷道进行监测，监测结果如下表：

日期 2月 10观测点 1日 日 1号点 2号点 3号点 4号点 5号点 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20日 3月 212日 22日 日 1日 4月 10日 20日 30日 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0 0 0 0 0 0 0.005 0.005 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.005 0.005 0.005

五、结论

通过斜四采区+1300水仓注水泥沙浆加固技术的应用，获得如下结论：

(1)、注水泥沙浆加固松软破碎围岩巷道可以提高岩体强度，控制或减缓巷道变形，加固巷道效果明显。

(2)、斜四采区+1300水仓的修复周期由原来6个月/次

延长到1年/次，大大地延长的巷道修复周期。